Estabilizantes Térmicos: El cambio a las alternativas, esta en marcha

Tendencias y Nuevos Desarrollos
Los factores clave en Estaño Organicos

Introducción
Tanto en formulaciones de PVC rígido como flexible, los estabilizadores de calor continuarán desempeñando un papel central, pero el cambio a reemplazos 'más seguros', 'más ecológicos' y  más rentables de los establizantes con metales pesados ​​sigue en marcha a nivel mundial.

Tras el abandono de los estabilizadores a base de cadmio por más de una década, siguieron el de los estabilizadores a base de plomo, y más recientemente el de los estabilizantes de dibutil estaño. Usados solo en aplicaciones de alambre y cable, los productos a base de plomo están a punto de ser eliminados tanto en EUA y Europa. La eliminación del dibutil estaño es quizás un poco más complicada. En virtud de la Directiva 2009/425 EC de la UE, ciertos compuestos orgánicos de estaño están muy avanzados en su eliminacion de los productos de consumo debido a problemas de toxicidad, incluyendo el "antiguo caballo de batalla", dibutil estaño (DBT).

El uso de compuestos DBT ha variado desde las aplicaciones de PVC rígido para exteriores, tales como tuberías, canales, conexiones y perfiles de color hasta compuestos de moldeo rígidos transparentes, estables a la irradiación gamma a los perfiles flexibles. Los compuestos DBT tienen una excelente estabilidad térmica y lumínica, junto con buena claridad que permiten la producción de perfiles y accesorios coloreados, haciendo muy difícil su reemplazo.

Sin embargo, los proveedores de aditivos de estabilización termica, tales Galata Chemicals, Arkema, Baerlocher y Chemson junto con  innovadores fabricantes de compuestos, como Ineos Compounds, PolyOne y Teknor Apex han desarrollado y continúan explorando alternativas para igualar y a veces mejorar su desempeño. Como se informó a principios de este mes, este fue un tema importante tratado en PVC Formulation 2011, en la 3 ª Conferencia Anual Internacional sobre compuestos de PVC de Applied Market Information, que se celebró en febrero en Colonia, Alemania.

Tendencias y Nuevos Desarrollos
En PVC flexible, desde pisos y mangueras hasta envases y los juguetes, el cambio a los estabilizadores de calor con mezcla de metal, tales como calcio y zinc (CaZn) y bario / zinc (BaZn) ha tenido lugar en gran medida tanto en EUA y Europa. Una tendencia importante ha sido el desarrollo de productos sin nonilfenol y que tienen muy bajo contenido de fenol.

Los reemplazos para el butil estaño qué han dominado por largo tiempo las aplicaciones de PVC plastificado, tales como pisos y techos, también se han desarrollado e incluyen nuevas soluciones mixtas de metal, así como estabilizadores de base orgánica sin metal (OBS). "Este último primero hizo su marca en PVC flexible, empezando con pisos y ahora para aplicaciones especializadas tales como cuero sintético para interiores de automóviles", según Eric Wisnefsky, Presidente y CEO de Galata Chemicals (el anterior negocio de aditivos de PVC de Chemtura) - - La empresa vendió su negocio de OBS para PVC "rigido" a Baerlocher, pero mantiene el negocio de Mark OBS para PVC flexible y tiene los derechos para vender en el mercado del PVC rígido.

La sustitución del dibutil estaño es en gran medida una cuestión de debate en el ámbito de PVC rígido, como se señaló anteriormente. Las soluciones incluyen otros compuestos orgánicos de estaño, particularmente diferentes octil estaños , así como compuestos CaZn mejorados. La nueva generación de estabilizadores de base orgánica que proporcionan estabilidad al calor a largo plazo también han surgido. Por ejemplo, Chemson ha demostrado que su nuevo estabilizador de base orgánica tiene un buen desempeño la intemperie en los perfiles de ventana que es equivalente a la proporcionada por las formulaciones de Ca / Pb y Ca / Zn.

En PVC rígido, abarcando desde usos de propósito general y alambres y cables hasta los perfiles extruídos para construcción y aplicaciones médicas rígidas, los estabilizadores de calor de mezcla con metal reinan hoy en Europa, mientras que los mercapturos orgánicos de estaño siguen reinando en América del Norte. A pesar de las acciones de eliminación de estas regiones , los estabilizadores a base de plomo representan el mercado de mayor volumen a nivel mundial debido a su predominio en Asia. Pero un cambio también parece estar en marcha. "En la India, hay un interés definido y avanzar hacia estabilizadores de mezcla con metal sobre todo para empresas que deseen exportar bienes. Esto es también evidente en América Latina", agregó Wisnefsky.

Galata recientemente ha añadido estabilizadores de calor líquidos de mezcla con metal "más verdes y más sostenibles" a su cartera existente. Mark CZ 400, Mark BZ 800 y Mark BZ 900 son todos libres de ptBBA (ácido benzoico para-butil terciario), nonilfenol y 2-EHA (ácido 2-etil hexanoico) y totalmente compatible con REACH. Diseñado para una amplia gama de aplicaciones flexibles de PVC, estos estabilizadores cuentan con una estabilización de calor mejorada, una mayor transparencia, vida útil de plastisol extendida y características mejoradas de desgaste al aire libre.

El año pasado, Baerlocher lanzó con éxito una serie de productos sólidos y en pasta de Ca / Zn de muy bajo-VOC   en la fabricación de plastisoles de PVC para pisos de PVC. Los estabilizadores de bajo VOC Baerostab no contienen fenol, solvente, y 2-EHA con el beneficio adicional de lograr propiedades de viscosidad del plastisol  igual a los observadas con los estabilizadores tradicionales.

Baerlocher también ofrece un nuevo estabilizador  a base de calcio para el calandrado de películas clara y rígida. Baeostab NT 352-IP es aprobado por la FDA y se dice que da emisiones de volátiles muy bajas y formulaciones sin olor. Variantes del producto están disponibles para PVC semi-rígidos y flexibles, tanto transparentes y pigmentados.

Los factores clave en Estaño Orgánicos
En compuestos orgánicos de estaño, actualmente el segundo mayor mercado en volumen, las tendencias clave incluyen la sustitución de dibutil estaño y el desarrollo de alternativas económicas para los metil estaños de alto contenido de estaño.

Wisnefsky de Galata ve una creciente demanda de octil estaño porque "es un sustituto adecuado para el butil estaño en la mayoría de las aplicaciones". Por ejemplo, los mas nuevos compuestos de octil estaño de Galata Mark T650 y T652 cumplen con REACH,tienen un perfil ambiental mejorado y se ha demostrado que tienen una excelente estabilidad a la intemperie, buena transparencia, el cumplimiento con las regulaciones contacto con los alimentos y la estabilización de calor a largo plazo.

En PVC Formulation 2011,  Ineos Compounds informó sobre sus nuevos compuestos de moldeo rígido transparentes estables a la radiación gamma. Ahora disponible comercialmente bajo el nombre XQ80101, estos compuestos utilizan una formulación de estabilizante de mercapturo octil estaño que ha sustituido al dibutil estaño. Después de haber probado otras alternativas, esta particular mezcla de estaño octil cumple todos los requisitos en términos de color, claridad, resistencia a rayos gamma, la estabilidad térmica y control de manchas por migración de aditivos ("plateout").

Ineos Compounds también tiene una investigación en curso para reemplazar dibutil estaño en compuestos rígidos de extrusión de PVC para uso al aire libre. La compañía se centra en dos diferentes mezclas de carboxilato de octil estaño/ mercapturo, una mezcla de maleato de octil estaño/ mercapturo y un producto de carboxilato de butil estaño / mercapturo, aunque este último no tiene un futuro más allá de 2015. De acuerdo con Ineos, todas las formulaciones están obteniendo buenos resultados en los ensayos de exposición a largo plazo de los rayos UV.

También es notable el desarrollo de Gálata de un nuevo "sistema de refuerzo" que tiene como objetivo reducir los niveles de los cada vez mas caros estabilizadores de estaño orgánicos en un 10-20%. Se está programando su lanzamiento comercial para finales de año.

El Grupo de Aditivos de PVC de Arkema es uno de los principales proveedores de compuestos orgánicos de estaño que se ha centrado en el desarrollo de compuestos alternativos para contrarrestar los compuestos de estabilizantes de metil estaño con contenido de 20 % de estaño baratos de China que han inundado el mercado del PVC rígido en América del Norte, América Latina y América del Sur. Kim Litz, Gerente de Mercadeo y Ventas de Arkema, dijo, "Arkema ha estado explorando diferentes composiciones químicas, incluidos los productos butil estaño (por ejemplo, mono-compuestos butil estaño que cumplen con las regulaciones REACH) con diferentes ligandos que pueden ofrecer un rendimiento eficiente, con menores niveles de contenido de estaño y menor costo . La cartera de la compañía de compuestos orgánicos de estaño tiene una gama de contenido de estaño desde 6,5 hasta 24%, con este último usado en aplicaciones más críticas, tales como perfiles de ventana.

Los nuevos compuestos butil estaño incluyen: Thermolite 150 (16% contenido de estaño) y Thermolite 387 (16.5% contenido de estaño), que se lanzaran el próximo mes. Estos productos, así como otros compuestos orgánicos de estaño Thermolite se lanzaron en los últimos dos años por Arkema se basan en su química patentada de butil estaño. Se incluye Thermolite 140 con 8.5 % de contenido de estaño, lo que ha despegado con éxito sobre todo para el uso en tuberías y sustratos de revestimientos. Descrito como "un estabilizador que sirva para todas" las aplicaciones, se puede utilizar en los niveles de uso similares a los de los estabilizadores de mayor precio con un contenido superior de estaño y confiere estabilidad del color a los productos almacenados en los climas cálidos.

El Thermolite 150 está diseñado para la extrusión de alta producción de perfiles de ventanas y otras aplicaciones exigentes rígidas. Según se informa, puede ahorrar dinero cuando se utiliza a los mismos niveles de los mas caros estabilizadores de mayor contenido de estaño, como el  mercapturo de butil estaño, Thermolite 380 (24 % de estaño) que ha tenido un alto desempeño en perfiles de ventanas y revestimientos (siding) coextruídos.

El Thermolite 387 tiene "mucho valor", dijo Litz, en el sentido de que puede ser utilizado incluso en aplicaciones de moldeo por inyección de alto corte - los productos de mayor contenido de estaño pueden ser tan eficaces en los perfiles de ventana que requieren una mejor coloración.

Mientras tanto, los proveedores de estabilizadores térmicos orgánicos de estaño han subido los precios este año porque los precios del estaño se han incrementado dramáticamente desde alrededor de $ 11/lb en 2010 a casi US $ 15/lb en mayo de 2011 (o, de US $ 27/kg y $ 32/kg), que ha hecho a  los estabilizadores de mezcla con metal más atractivos. Sin embargo, el estaño tendría que aumentar hasta un máximo de $ 85/kg para ser equivalente al zinc, que también ha estado subiendo de precio. Históricamente, los estabilizadores de mezcla con metal, tales como Ca / Zn han sido mas caros que los estabilizadores estaño orgánicos  Aunque en la actualidad son más baratos, hay que tener en cuenta que se requieren dos o tres veces los niveles de utilización para lograr el desempeño de estabilidad de los compuestos orgánicos de estaño. 

La razón para el alza de los precios del estaño es que varias grandes minas de estaño están llegando al final de su vida y algunas de las nuevas minas no están aún en pleno funcionamiento, lo que ha afectado la oferta. También está el tema del estaño del Congo (que representa el 4% de la producción mundial). La mayor parte se vende a Malasia, que es un importante proveedor global de compuestos orgánicos de estaño, representando el 20-30% del mercado. A causa de violaciones de trata de personas, la FTC de EUA esta persiguiendo regular la fuente del estaño en los productos de uso final, con el objetivo de prohibir el uso de estaño del Congo. Está pendiente una regulación.

Lilli Sherman - SpecialChem

Mayo 31, 2011